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专业课程设计课程名称生物技术专业课程设计题目名称年产6000t味精发酵罐设计学生学院化学与生命科学学院专业班级生物专08-1班学号 *********** 学生姓名吴诗平指导教师马超2010 年12 月31 日广东石油化工学院大学课程设计任务书年产6000吨味精发酵罐设计DESIGN AND CHOICE OF 6000t MONOSODIUM GLUTAMATE FERMENTOR ABSTRACT 1、中英文摘要味精是烹饪中常用的一种鲜味调味品，主要以发酵法生产。
本论文以年产6000吨为规模，针对味精发酵生产过程中最主要的设备发酵罐进行了模拟设计和选型。
本论文进行工艺计算、主要设备工作部件（如罐体、罐体壁厚、封头壁厚计算、搅拌器、仪表接口、人孔和视镜、管道接口等）尺寸的设计。
【abstract】(英文摘要)Monosodium glutamate is cooking a common freshness condiment, mainly fermentation production. This thesis with annual output of 6,000 tons for scale, aiming at the monosodium glutamate fermentation process of the main equipment fermentation tank simulated in the design and selection. This thesis process calculation, the main equipment working parts (such as tanks, vessel wall thickness, sealing head wall thickness calculation, mixer, instrument interface, manhole and as a mirror, pipeline interfaces, etc.) design.of size【关键词】：味精发酵罐设计选型【key words】：Fermentor Monosodium glutamate Design Choice2、目录1、中文英摘要 (2)2、目录 (3)3、前言 (4)4、发酵生产工艺及流程（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等） (4)4.1味精生产工艺 (4)4.1.1 发酵菌株 (4)4.1.2 生产原料【3】 (4)4.1.3 培养基制备[5] (4)4.1.4 味精发酵生产影响条件 (5)4.1.5 味精生产工艺概述[6] (5)5、发酵罐主要设计条件（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果） (7)5、罐体几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算 (7)5.1发酵罐主要设计条件及主要技术指标 (7)5.2罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸、生产能力的设计计算 (8)5.2.1发酵罐的选型 (8)5.2.2 发酵罐生产能力、数量和容积的确定 (8)5.2.3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (10)6、冷却装置设计 (14)6.1 冷却方式 (14)6.2 装液量 (14)6.3冷却水耗量 (14)6.4 冷却面积的确定 (14)7、发酵罐设计总结及心得体会 (15)参考文献及资料 (16)3、前言我设计的是一台30M3的机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸，进而生产味精。
年产一万吨味精发酵工厂设计摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制成。
别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。
味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。
一．设计的任务及主要设计内容1.生产工艺阶段味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）.原料的预处理及淀粉水解糖的制备（2）.种子扩大培养及谷氨酸发酵（3）.谷氨酸的提取（4）.谷氨酸制取味精及味精成品加工2.设计内容主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计二．工艺流程设计三．物料衡算1.计算指标主要技术指标见下表（1）主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为80%。
含水14%（2）二级种子培养基（g/L）：水解糖50m，糖蜜20，磷酸二铵钾，硫酸镁，玉米浆8，泡敌，生物素，硫酸锰2mg/L，硫酸亚铁2mg/L。
（3）发酵初始培养基（g/L）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁，氯化钾，磷酸，生物素2μg，泡敌，接种量为8%。
2.物料衡算首先计算生产1000Kg纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。
（1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m³，则发酵液量为：31 6.55m 122%99.8%95%60%2201000v =⨯⨯⨯⨯=（2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：)(1441220m 11kg V ==（3）二级种液量）（312m 0.5248%v v ==（4）二级种子培养液所需水解糖总量）（kg 26.250v m 22== （5）生产1000kg 味精需水解糖总量）（kg 1467.2m m m 21=+=（6）耗用淀粉原料量理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为：）（淀粉kg 1529.9111%108%80%1467.2m =⨯⨯=（7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH 和补充氮源，耗用260-280kg ；此外，提取过程耗用160-170kg ，合计每吨味精消耗420-450kg 。
本科毕业设计题目：年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计。
毕业设计（论文）容：味精生产工艺流程的物料衡算、热量衡算、水衡算以与味精生产主要工艺流程工序的设计、设计味精生产的主要设备（发酵罐）的设计。
毕业设计（论文）专题部分：味精生产的工艺设计和发酵罐的设计。
起止时间： 2011年 3月---2011年 6月指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日年产2.2万吨味精工厂初步工艺设计摘要本设计是年产2万吨味精工艺设计；以玉米淀粉为原料水解生成葡萄糖、利用谷氨酸生产细菌进行碳代、生物合成谷氨酸、谷氨酸与碱作用生成谷氨酸一钠即味精为主体工艺，进行物料衡算、热量衡算、水衡算和发酵罐选型计算,并绘制了发酵罐结构图，发酵流程图，全厂平面布置图糖化流程图，提取与精制流程图.设计的结果和目的主要是通过工艺流程与相关设备进行计算，设计出一个具有高产量，低能耗，污染小的现代化味精生产工厂。
本次设计是通过对味精生产的四个工艺流程的物料、热量和水进行了衡算和发酵罐选型计算，得到可行的数据，并且据此选取了合适的发酵生产设备以与合理的工艺流程进行味精的工厂生产，从而提高味精生产的质量和产量，降低了生产的成本,既为味精的工厂化生产的进步提供合理的理论依据,又为环境保护和可持续发展提供重要的数据支持,因此此次味精工厂初步工艺设计是较为必要的.通过一系列计算,我们得出了此次毕业设计所需的重要数据:玉米淀粉为原料日产100% MSG 68.75吨，每日消耗的86%的玉米淀粉质量为102.12吨，日运转糖化罐2罐，投放料2罐次。
本次设计采用7台公称容积为200立方米的机械搅拌式发酵罐进行发酵，日运转6台。
该发酵罐的具体技术参数为：高度为9.54m，罐体总高14.41m，罐身厚度14mm，封头壁厚16 mm，选用六平叶涡轮式搅拌器，搅拌器转数140r/min，搅拌轴功率2156kw，罐工作压力0.15MPa。
发酵设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握发酵设备的基本原理和结构，包括发酵罐、搅拌装置、温度控制系统的功能及操作方法。
2. 学生能够了解发酵过程中涉及的微生物种类及其对发酵设备的要求。
3. 学生能够掌握发酵过程中影响产品质量的关键因素，如温度、pH、溶氧等。
技能目标：1. 学生能够运用发酵设备进行简单的发酵实验，并能够正确操作设备，确保实验安全与准确性。
2. 学生能够通过观察和记录发酵过程中的现象，分析问题，提出改进措施。
3. 学生能够运用所学知识，设计并优化发酵工艺流程。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对生物工程领域的兴趣，增强对科学研究的热情。
2. 学生树立安全生产意识，养成良好的实验操作习惯。
3. 学生培养团队协作精神，学会与他人共同探讨、解决问题。
课程性质：本课程为生物工程专业的一门实践性课程，旨在帮助学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的生物学基础和实验操作能力，对发酵技术有一定了解，但对发酵设备的具体操作和使用尚不熟悉。
教学要求：教师需结合课本内容，以实例为引导，注重理论与实践相结合，引导学生通过实验探索，掌握发酵设备的操作方法和发酵工艺流程。
同时，关注学生的情感态度和价值观的培养，提高学生的综合素质。
通过分解课程目标，为后续的教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 发酵设备基本原理及结构- 发酵罐的设计原理与种类- 搅拌装置的功能与选型- 温度控制系统的作用与操作- 空气供给与排放系统的原理2. 发酵过程中的微生物及其要求- 常见发酵微生物的种类及特性- 微生物对发酵设备的要求- 发酵过程中的无菌操作技术3. 发酵过程中的关键因素- 温度、pH、溶氧对发酵过程的影响- 发酵过程中参数的检测与控制- 影响产品质量的因素分析4. 发酵设备操作与实验- 发酵设备的操作流程与注意事项- 发酵实验的设计与实施- 发酵过程中问题的分析与解决5. 发酵工艺流程设计与优化- 发酵工艺流程的组成与设计原则- 发酵工艺参数的优化方法- 发酵设备运行效率的提升策略教学内容依据课程目标制定，以教材相关章节为基础，注重科学性和系统性。
生化工厂设计概论课程设计题目：年产3万吨味精工厂发酵车间设计前言课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。
本设计为年产3万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。
谷氨酸单钠（monosodium glutamate）,呈强烈鲜味，商品名为味精。
因味精具有肉类鲜味，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。
随着人们对味精的认识不断深入提高，对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。
味精具有很强的鲜味（值为0.03%），现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。
1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂。
味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子（GA︱+︱）和钠离子。
味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。
谷氨酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。
味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。
因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。
它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。
因此，谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。
由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢，故而能促进中枢神经系统的正常活动，对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。
从总体上说，味精行业的发展前景是比较广阔的，我国是世界上人口最多的国家，而我国的味精出口不足年产量的1%，绝大部分味精都在国内市场上消化了，随着人民生活水平的提高，人们对味精的需求会越来越大，况且国内外市场上对味精的消费不仅仅限于调味，而是广泛的作为一种原材料或香料表面活性剂应用于医药和化妆品生产行业。
食品发酵工程课程设计班级：食品班姓名：学号：200指导老师：目录1 设计任务书： (2)2 设计概述与设计方案简介： (3)2.1味精生产工艺概述 (3)2.2 味精工厂发酵车间的物料衡算 (4)2.21 工艺技术指标及基础数据 (4)2.22 谷氨酸发酵车间的物料衡算 (4)2.3 机械搅拌通风发酵罐 (5)2.31 通用型发酵的几何尺寸比例 (5)2.32 罐体 (5)2.33 搅拌器和挡板 (5)2.34 消泡器 (6)2.35 联轴器及轴承 (6)2.36 变速装置 (6)2.37 空气分布装置 (7)2.38 轴封 (7)2.4 气升式发酵罐 (7)2.5 自吸式发酵罐 (7)2.6 高位塔式生物反应器 (7)3 工艺及主要设备、辅助设备的设计计算 (8)3.1发酵罐 (8)3.11发酵罐的选型 (8)3.12生产能力、数量和容积的确定 (8)3.13 主要尺寸的计算： (8)3.14冷却面积的计算 (9)3.2搅拌器计算 (10)3.21搅拌轴功率的计算 (10)3.3设备结构的工艺计算 (11)3.4 设备材料的选择[10] (13)3.5发酵罐壁厚的计算 (13)3.6接管设计 (14)3.7支座选择 (15)4设计结果汇总表 (15)5 设计评述 (15)6 参考资料 (16)致谢 (17)1 设计任务书：食品发酵工程课程设计任务书学生姓名班级指导教师题目机械搅拌通风发酵罐的设计设计基本参数发酵罐体积：100m3生产能力：年产2万吨味精（99%）原料：淀粉含量86%的工业淀粉生产日：全年320天操作条件：发酵时间：34~36h，发酵温度：32 ℃发酵冷却水：入口温度：20 ℃，出口温度：26℃设计要求及内容1、设计方案简介；对选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要论述。
2、总物料衡算3、发酵罐的主要尺寸计算4、搅拌功率及搅拌转速的计算5、冷却面积及冷却水用量计算6、发酵罐壁厚计算7、局部尺寸及辅助设备的确定8、编写设计说明书将设计所选定的工艺流程方案、主要步骤及计算结果汇集成工艺设计说明书。
年产3万吨谷氨酸发酵罐的设计目录前言第一章年产3万吨谷氨酸的发酵罐2.1 生产规模及计算2.2通用发酵罐的系列尺寸2.3发酵罐主要设计条件2.4 发酵罐的型式2.5发酵罐的用途2.6冷却水及冷却装置2.7设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa第二章谷氨酸生产工艺流程3.1谷氨酸发酵工艺技术参数3.2谷氨酸生产原料及处理3.3谷氨酸生产工艺流程图第三章工艺计算4.1主要工艺技术参数4.2总物料衡算第四章发酵罐选型及工艺计算5.1 发酵罐空罐灭菌蒸汽用量计算5.1.1发酵罐体加热用蒸汽量5.1.2 填充发酵罐空间所需蒸汽量5.1.3 灭菌过程的热损失5.1.4 灌壁附着洗涤水升温所需蒸汽量5.2发酵罐的设计与选型5.2.1发酵罐的选型5.2.2生产能力，数量和容积的确定5.2.3主要尺寸的计算5.2.4冷却面积的确定5.2.5 搅拌器的设计5.2.6搅拌器功率的确定5.2.7设备结构的工艺设计5.2.8竖直蛇管冷却装置设计5.2.9设备材料的选择5.2.10发酵罐厚壁计算5.2.11接管设计第六章发酵罐设计图第一章前言谷氨酸是一种氨基酸, 其用途非常广泛,可用于食品、医学、化妆品等。
谷氨酸生产，始于1910年日本的味之素公司用水解法生产谷氨酸。
1956年日本协和发酵公司分离得到谷氨酸棒杆菌，使发酵法生产谷氨酸成为可能，由于发酵法生产氨基酸具有生产能力大、成本低、设备利用率高等特点，使氨基酸工业得到突飞猛进的发展[1]。
我国1958年开始研究，1965年在上海天厨味精厂投产。
目前我国谷氨酸的年产量已达170万吨，产销量占世界第一位[2]。
经过几十年的发展，在该行业诸多工程人员的努力研究下，使我国谷氨酸生产四大收率指标（糖化收率、发酵糖酸转化率和产酸率、提取收率、精制收率）均达到历史最好水平。
其质量已达国际领先水平。
但是，在谷氨酸生产中仍然存在原料利用率低，生产成本高，自动化控制水平低，环境污染日趋严重等问题。
发酵罐的设计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解发酵的基本原理，掌握发酵过程中关键因素的控制方法。
2. 学生能够了解发酵罐的结构、功能及其设计原理，掌握发酵罐操作的基本步骤。
3. 学生能够掌握发酵过程中常见问题的解决方法，提高对发酵工程的认识。
技能目标：1. 学生能够运用所学的发酵知识，设计并制作一个简单的发酵罐模型，提高动手实践能力。
2. 学生能够通过小组合作，完成发酵罐的设计、搭建和调试，培养团队协作能力和沟通技巧。
3. 学生能够运用所学知识，分析和解决发酵过程中出现的问题，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对发酵工程产生兴趣，认识到生物技术在生产生活中的重要作用，培养对生物工程的热爱。
2. 学生通过实践活动，增强对科学研究的信心，培养勇于探索、积极创新的科学精神。
3. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养合作精神，提高人际交往能力。
本课程针对高年级学生，结合发酵工程学科特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
课程设计以学生为主体，鼓励学生主动参与、积极思考，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够在实际操作中巩固所学知识，提升技能，形成正确的价值观。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 发酵基本原理：- 发酵过程的定义、类型及特点- 发酵过程中微生物的生长规律- 发酵过程中关键因素（如温度、pH、溶氧等）的控制2. 发酵罐设计与操作：- 发酵罐的结构、功能及其设计原理- 发酵罐的选型与计算- 发酵罐的操作步骤及注意事项3. 发酵过程问题分析与解决：- 发酵过程中常见问题的原因分析- 发酵过程参数的检测与调整- 发酵过程中异常情况的处理方法教学大纲安排如下：第一周：发酵基本原理学习，了解发酵过程的关键因素；第二周：发酵罐的结构、功能及设计原理学习，进行发酵罐选型与计算；第三周：发酵罐操作步骤学习，实践操作发酵罐；第四周：发酵过程问题分析与解决，总结经验，提高发酵成功率。
专业课程设计课程名称生物技术专业课程设计题目名称学生学院专业班级学号学生姓名指导教师2010 年月日×××大学课程设计任务书一、课程设计的内容1、通过查阅机械搅拌通风发酵罐或厌氧发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。
2、进行工艺计算3、主要设备工作部件尺寸的设计4、撰写课程设计说明书二、课程设计的要求与数据生物专08-1班：高径比为2.5，南方某地，蛇管冷却，初始水温18℃，出水温度26℃1．酒精发酵罐的生产设计。
学号末尾数为0 ： 30 M3发酵罐；1号：50M3发酵罐；2号： 100 M3发酵罐2．青霉素发酵罐的生产设计。
3号： 30 M3发酵罐；4号 50 M3发酵罐；5号 100 M3发酵罐3．味精的发酵生产设计。
6号： 30 M3发酵罐； 7号: 50 M3发酵罐；8号： 100 M3发酵罐； 9号：200 M3发酵罐(公称体积)三、设计论文的内容组成：1、摘要(中英文摘要)2、目录3、前言4、发酵生产工艺及流程（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等）5、发酵罐主要设计条件（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果）罐体几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算（1）罐体（2）罐体壁厚（3）封头壁厚计算（4）搅拌器（5）仪表接口（6）挡板等（7）人孔和视镜（8）管道接口6、冷却装置设计（1）冷却方式（2）装液量（3）冷却水耗量（4）冷却面积其他内容自己可以设计五、课程设计进程安排参考文献[1]齐香君. 现代生物制药工艺学[M]. 北京：化学工业出版社，2003.9[2]潘红良赫俊文. 过程设备机械设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2006.4[3]吴思芳. 发酵工厂工艺设计概论[M]. 北京：中国轻工业出版社，2006.7[4]郑裕国. 生物工程设备[M]. 北京：化学工业出版社，2007[5]郑裕国薛亚平金利群等.生物加工过程与设备[M]. 北京：化学工业出版社，2004.7[6]李功样, 陈兰英, 崔英德. 常用化工单元设备的设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2006[7]陈英南, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 杭州：华东理工大学出版社，2005。
专业课程设计年产30000吨味精发酵罐设计1、中文摘要味精是烹饪中常用的一种鲜味调味品，主要以发酵法生产。
本论文以年产30000吨为规模，针对味精发酵生产过程中最主要的设备发酵罐进行了模拟设计和选型。
本论文设计分发酵罐空罐灭菌蒸汽用量计算和发酵罐的设计与选型两个部分，包括发酵罐型的选择和发酵罐罐体的尺寸、各部结构、搅拌功率、壁厚和容积等计算，并绘制了发酵罐结构图和发酵设备图。
【abstract】Mono sod ium gl uta mat e，a f lav or coo kin g s pic es，is gen era lly pr odu ced by ferm ent ati on.Th e f erm ent or，ma jor fe rme nta tio n p rodu cti on equ ipm ent of 300,000 ton s o f mono sod ium gl uta mat e w as one ye ar，wa s d esi gne d a nd p ick ed out in th is pap er. Th e p ape r calc ula ted th e a mou nt of use d s tea m t o ster ili ze th e e mpt y f erm ent or，si ze of the fe rme nto r, mate rie ls bal anc e，a s w ell as th e o the r j oin ed equi pme nts. I n a ddi tio n，The fe rme nta tio n equi pme nt pla ns wer e a lso gi ven in th e p ape r.【关键词】：味精发酵罐设计选型2、目录1、中文摘要 (1)2、目录 (2)3、前言 (3)4、发酵生产工艺及流程（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等） (3)4.1味精生产工艺 (3)4.1.1 发酵菌株 (3)4.1.2 生产原料【3】 (3)4.1.3 培养基制备[5] (4)4.1.4 味精发酵生产影响条件 (4)4.1.5 味精生产工艺概述[6] (4)5、发酵罐主要设计条件（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果） (6)5、罐体几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算 (6)5.1发酵罐主要设计条件及主要技术指标 (6)5.2罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸、生产能力的设计计算 (7)5.2.1发酵罐的选型 (7)5.2.2 发酵罐生产能力、数量和容积的确定 (7)5.2.3 罐体主要部件尺寸的设计计算 (9)6、冷却装置设计 (13)6.1 冷却方式 (13)6.2 装液量 (14)6.3冷却水耗量 (14)6.4 冷却面积的确定 (15)7、发酵罐设计总结及心得体会 (15)参考文献及资料 (16)3、前言味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。
味精的主要作用是增加食品的鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。
味精是人们熟悉的鲜味剂，是L—谷氨酸单钠盐(Mono sodium glutamate)的一水化合物(HOOC-CH2CH(NH2)-COONa·H20)，具有旋光性，有D—型和L—型两种光学异构体。
味精具有很强的鲜味(阈值为0. 03%)，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。
谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多、产品产量最大的产业。
1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂［2］。
早期味精是由酸法水解蛋白质进行制造的，自从1956年日本协和发酵公司用发酵法生产以后，发酵法生产迅速发展，目前世界各国均以此法进行生产。
我设计的是一台200M3的机械搅拌通风发酵罐,发酵生产谷氨酸，进而生产味精。
4、发酵生产工艺及流程（发酵菌株、生产条件、原料、工艺流程等）4.1味精生产工艺4.1.1 发酵菌株[3]现有谷氨酸生产菌分属于棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属。
目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。
目前国内各味精厂所使用的谷氨酸生产菌主要有（1）纯齿棒状杆菌AS1.542及其诱变株B9、B9-17-36、F-263等菌株；（2）天津短杆菌T613、及其诱变株FM-415、CMTC6282、S9114等菌株；（3）北京棒杆菌AS1.229及其诱变株D110等菌株。
4.1.2 生产原料谷氨酸生产时发酵原料的选择原则[4]：首先考虑菌体生长繁殖的营养；考虑到有利于谷氨酸的大量积累；还要考虑原料丰富，价格便宜；发酵周期短，产品易提取等因素。
目前谷氨酸生产上多采用尿素为氮源，采用分批流加，以生物素为生长因子。
国内大多数厂家用淀粉为发酵原料，主要有玉米、小麦、甘薯、大米等，其中甘薯的淀粉最为常用。
少数厂家用糖蜜为发酵原料，主要有甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。
4.1.3 培养基制备[5]斜面培养基：葡萄糖0.1%、牛肉膏0.5%、蛋白胨1.0%、氯化钠0.5%、琼脂2.0%、PH7.0~7.2。
一级种子培养基：葡萄糖2.5%、尿素0.6%、KH2PO4 0.1%、MgSO4•7H2O0.04%、玉米浆2.3~3.0ml、pH7.0。
二级种子培养基：水解糖12~14%、尿素0.5~0.8%、玉米浆0.5~0.6ml、KH2PO4 0.1~0.2%、MgSO4•7H2O 0.04%、pH7.0。
发酵培养基：水解糖12~14、尿素0.5~0.8%、玉米浆0.6ml、MgSO4•7H2O0.06%、KCl 0.05%、Na2HPO4 0.17%、pH7.0。
4.1.4 味精发酵生产影响条件（1）氧，谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。
尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。
（2）温度，菌种生长的最适温度为30～32℃。
当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37℃。
（3）pH，谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0～8.0。
但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。
如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。
（4）磷酸盐，它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。
发酵结束后，常用离子交换树脂法等进行提取。
（5）生物素，当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。
因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。
4.1.5 味精生产工艺概述[6]味精生产全过程可划分为四个工艺阶段:(1)原料的预处理及淀粉水解糖的制备；(2)种子扩大培养及谷氨酸发酵；(3)谷氨酸的提取；(4)谷氨酸制取味精及味精成品加工。
与这四个工艺阶段相对应味精生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车间和精制车间作为主要生产车间。
另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同时还设置了动力车间，利用锅炉燃烧产生蒸汽，并通过供气管路输送到各个生产需求部位。
为保障全厂生产用水，还要设置供水站。
所供的水经消毒、过滤系统处理，通过供水管路输送到各个生产需求部位。
味精发酵法生产的总工艺流程如图：味精发酵法生产的总工艺流程见图1。
图1 味精生产总工艺流程图5、发酵罐主要设计条件（发酵罐主要部件尺寸的设计计算结果）5、罐体几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸的设计计算5.1发酵罐主要设计条件及主要技术指标根据常识，一个良好的发酵罐应满足下列要求：①结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐性好，以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响；②有良好的气-液-固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能；③在保持生物反应要求的前提下，降低能耗；④有良好的热量交换性能，以维持生物反应最是温度；⑤有可行的管道比例和仪表控制，适用于灭菌操作和自动化控制。
表5-1发酵罐主要设计条件项目及代号参数及结果备注发酵产品味精工作压力0.4MPa 由任务书确定设计压力0.4MPa 由任务书确定发酵温度（工作温度）33℃根据任务书选取设计温度150℃由工艺条件确定冷却方式蛇管冷却由工艺条件确定发酵液密度3ρ由工艺条件确定=Kg1080m/发酵液黏度23/μ由工艺条件确定=-⨯N∙0.2ms105.2罐体选型、几何尺寸的确定、罐体主要部件尺寸、生产能力的设计计算5.2.1发酵罐的选型选用机械搅拌通风发酵罐。
5.2.2 发酵罐生产能力、数量和容积的确定 5.2.2.1发酵罐容积的确定：根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸；高径比H/D=2.5，则H=2.5D初步选用公称容积为200m 3的发酵罐。
公称体积 V －－罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和全 体 积V 0－－公称体积和上封头体积之和。
封头体积 ()214h )6b V D D π=+封（()23040.15V D H D π=+ （近似公式）根据设计条件发酵罐的公称体积为200M 3 (1)发酵罐的全容积：32302m V V V =+=封全 则有：232245.2785.032=⨯+⨯=D D D V π全………………○1H=2.5D ……………………………………………………○2 解方程得：23026.09625.133=+D D()m D 697.422.22303==(2)罐体直径D=4.697m ，取D=5m(3)罐体总高度H=2.5D=2.5×4.697=12.5m ， (4)封头高：()mm h h H b a 1300=+=封 (5)封头容积：V 封=16.4（m 3） (6)圆柱部分容积：V 筒=197m 3验算全容积V 全：()3m 8.29216.421972=⨯+=+=封筒‘全V V V V 全=V ’全符合设计要求，可行。
表5-3 200m 3发酵罐的几何尺寸项目及代号 参数及结果 备注 公称体积3m 200 设计条件 全体积3m 230 计算 罐体直径mm 5000 计算 发酵罐总高mm 12600 计算 发酵罐筒体高度mm 10000 计算 搅拌叶直径mm 1700 计算 椭圆封头容积3m 16.4 计算 封头高度3m 1300 计算 圆柱部分容积3m 197 计算 发酵罐内径mm5000计算5.2.2.2生产能力的计算：每天需糖液体积V 糖为：()3m45.648%9910055.6=⨯⨯=糖V若取发酵罐的填充系数ϕ=75%，则每天需要发酵罐总容积V 0为：()30m864.675.045.648/===υ糖V V5.2.2.3 发酵罐个数的确定：公称容积为200m 3的发酵罐，其全容积为230m 3。
